ES2865194T3 - Amortiguación de una oscilación de torre de turbina eólica - Google Patents

Amortiguación de una oscilación de torre de turbina eólica Download PDF

Info

Publication number
ES2865194T3
ES2865194T3 ES17708422T ES17708422T ES2865194T3 ES 2865194 T3 ES2865194 T3 ES 2865194T3 ES 17708422 T ES17708422 T ES 17708422T ES 17708422 T ES17708422 T ES 17708422T ES 2865194 T3 ES2865194 T3 ES 2865194T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
tower
damping
oscillation
wind turbine
frequency
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES17708422T
Other languages
English (en)
Inventor
Fabio Caponetti
Jesper Sandberg Thomsen
Jacob Deleuran Grunnet
Poul Brandt Christensen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vestas Wind Systems AS
Original Assignee
Vestas Wind Systems AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vestas Wind Systems AS filed Critical Vestas Wind Systems AS
Application granted granted Critical
Publication of ES2865194T3 publication Critical patent/ES2865194T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/0224—Adjusting blade pitch
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/022—Adjusting aerodynamic properties of the blades
    • F03D7/024—Adjusting aerodynamic properties of the blades of individual blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/0296—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor to prevent, counteract or reduce noise emissions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D7/00—Controlling wind motors 
    • F03D7/02—Controlling wind motors  the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
    • F03D7/04—Automatic control; Regulation
    • F03D7/042—Automatic control; Regulation by means of an electrical or electronic controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/80—Arrangement of components within nacelles or towers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2200/00—Mathematical features
    • F05B2200/20—Special functions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2220/00—Application
    • F05B2220/30—Application in turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/21—Rotors for wind turbines
    • F05B2240/221—Rotors for wind turbines with horizontal axis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
    • F05B2260/74—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades by turning around an axis perpendicular the rotor centre line
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/80—Diagnostics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/96—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • F05B2260/964—Preventing, counteracting or reducing vibration or noise by damping means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/10—Purpose of the control system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/326—Rotor angle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
    • F05B2270/334—Vibration measurements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/40—Type of control system
    • F05B2270/402—Type of control system passive or reactive, e.g. using large wind vanes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2270/00—Control
    • F05B2270/60—Control system actuates through
    • F05B2270/604—Control system actuates through hydraulic actuators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/002—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion characterised by the control method or circuitry
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica que comprende: - preparar para cada pala de rotor una señal precursora, donde cada señal precursora comprende: o una primera componente periódica con una primera amplitud que es mayor que cero, y donde la primera frecuencia de la primera componente periódica corresponde a la diferencia de frecuencia entre la frecuencia de torre y la frecuencia de rotor, y o una segunda componente periódica con una segunda amplitud que es mayor que cero, y donde una segunda frecuencia de la segunda componente periódica corresponde a una suma de frecuencias de la frecuencia de torre y la frecuencia de rotor, - preparar para cada pala de rotor una señal de control de paso de amortiguación de torre como resultado de la señal precursora en la que la segunda amplitud de la segunda componente periódica se ha reducido parcial o totalmente en relación con la primera amplitud de la primera componente periódica, - amortiguar la oscilación de la torre regulando el paso de cada pala de rotor de manera individual según las señales de control de paso de amortiguación de torre.

Description

DESCRIPCIÓN
Amortiguación de una oscilación de torre de turbina eólica
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica, más particularmente, un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica regulando el paso de cada pala de rotor de manera individual y un producto de programa informático, sistema de control y turbina eólica correspondiente.
Antecedentes de la invención
Una turbina eólica tal como se conoce en la técnica comprende una torre de turbina eólica y un rotor. El rotor comprende un número de palas de rotor. La torre es propensa a oscilaciones, que pueden deberse a fuerzas de rotor cíclicas y a inhomogeneidades en un campo de viento o fuerzas externas que actúan, por ejemplo, las olas del mar.
Pueden usarse ajustes de paso de pala para contrarrestar o amortiguar una oscilación lateral de la torre. Estos ajustes de paso requieren energía y provocan desgaste de la turbina eólica, tal como los rodamientos de pala de cada pala de rotor. Por tanto, un método mejorado para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica sería ventajoso, y en particular un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica que requiere menos actividad del sistema de paso y/o que permite la reducción del desgaste.
Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica se conoce a partir del documento US 2010/289266 A1.
Sumario de la invención
Puede considerarse como objeto de la presente invención proporcionar un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica que resuelve o mitiga los problemas mencionados anteriormente con el desgaste del sistema de paso.
El objeto descrito anteriormente se pretende que se obtenga en un primer aspecto de la invención proporcionando un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica, donde la turbina eólica comprende la torre y un rotor con una o más palas de rotor, estando el rotor conectado a la torre y estando adaptado para accionar un generador, en el que un ángulo de paso de cada una de las una o más palas de rotor es ajustable de manera individual, comprendiendo el método:
- preparar para cada pala de rotor una señal precursora, donde cada señal precursora comprende:
o una primera componente periódica con una primera amplitud que es mayor que cero, y donde la primera frecuencia de la primera componente periódica corresponde a la diferencia de frecuencia entre la frecuencia de torre y la frecuencia de rotor, y
o una segunda componente periódica con una segunda amplitud que es mayor que cero, y donde una segunda frecuencia de la segunda componente periódica corresponde a una suma de frecuencias de la frecuencia de torre y la frecuencia de rotor,
- preparar para cada pala de rotor una señal de control de paso de amortiguación de torre como resultado de la señal precursora en la que la segunda amplitud de la segunda componente periódica se ha reducido parcial o totalmente en relación con la primera amplitud de la primera componente periódica,
- amortiguar la oscilación de la torre regulando el paso de cada pala de rotor de manera individual según las señales de control de paso de amortiguación de torre.
La invención es particularmente, pero no exclusivamente, ventajosa para obtener un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica, que puede permitir reducir la actividad de regulación de paso requerida. Al tener la segunda amplitud que es menor que la primera amplitud, o donde la segunda amplitud incluso se elimina, disminuye la actividad de regulación de paso requerida, dado que se requiere menos, o no se requiere, actividad de regulación de paso para regular el paso en la segunda frecuencia. Además, el desgaste relacionado con la regulación de paso en la segunda frecuencia puede reducirse debido a la segunda frecuencia menor.
Por “amortiguar la oscilación” puede entenderse ejercer una fuerza de amortiguación, tal como una fuerza, que se dirige opuesta a una dirección de movimiento de la torre y con una magnitud que es proporcional a la velocidad de dicho movimiento.
Por “oscilación de una torre de una turbina eólica” puede entenderse un movimiento lateral, tal como un movimiento horizontal en el plano de rotor.
Por “amortiguar la oscilación de la torre regulando el paso de cada pala de rotor de manera individual” puede entenderse regulación de paso de las palas de manera individual de modo que la resistencia resultante y las fuerzas aerodinámicas actúan para amortiguar la oscilación de la torre.
Por “señales de control de paso de amortiguación de torre” pueden entenderse señales de control de paso, tal como una señal de control de paso de amortiguación de torre individual para cada pala, usada para controlar actuadores de paso, tales como enviados desde un sistema de control, tal como un sistema de control de paso, para un sistema de fuerza de paso, que ajusta un paso de cada pala correspondientemente.
La frecuencia de torre debe entenderse como la frecuencia de la vibración de torre, en particular, el componente de frecuencia más dominante de la vibración de torre. La frecuencia de torre puede ser, por ejemplo, la primera frecuencia natural de la torre.
En un segundo aspecto, la invención se refiere a un producto de programa informático que tiene instrucciones que, cuando se ejecutan, provocan que un sistema de control para una turbina eólica realice un método según el primer aspecto.
En un tercer aspecto, la invención se refiere a un sistema de control dispuesto para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica y que está dispuesto para llevar a cabo el método según el primer aspecto. El sistema de control puede disponerse para determinar una señal de paso y puede implementarse en un controlador general para una turbina eólica o un elemento de control, tal como un controlador de paso dedicado.
En un cuarto aspecto, la invención se refiere a una turbina eólica que comprende un sistema de control según el tercer aspecto.
Muchas de las características asociadas se apreciarán más fácilmente, ya que las mismas se entenderán mejor mediante referencia a la siguiente descripción detallada considerada en conexión con los dibujos adjuntos. Las características preferidas pueden combinarse según sea apropiado, como resultaría evidente para un experto, y pueden combinarse con cualquiera de los aspectos de la invención.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 muestra una turbina eólica.
La figura 2 muestra un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica.
La figura 3 muestra un ejemplo de un espectro de frecuencias de una señal precursora.
Las figuras 4-5 muestran ejemplos de espectros de frecuencias de unas señales de control de paso de amortiguación de torre.
La figura 6 muestra resultados de regulación de paso según una señal correspondiente a la señal precursora en la figura 3.
La figura 7 muestra resultados de regulación de paso en la que se ha introducido un ajuste de fase para tener en cuenta el desfase.
La figura 8 muestra resultados de regulación de paso según una señal de control de paso de amortiguación de torre, tal como se representa en la figura 5.
La figura 9 muestra resultados de ajuste de fase.
Descripción de realizaciones
La presente invención se explicará ahora en más detalle. Aunque la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, las realizaciones específicas se han dado a conocer a modo de ejemplos. Sin embargo, debe entenderse que la invención no pretende limitarse a las formas particulares dadas a conocer. El alcance de la invención se define por las reivindicaciones adjuntas.
La figura 1 muestra una turbina eólica 100 (que también puede denominarse generador de turbina eólica (WTG)) que comprende una torre 101 y un rotor 102 con al menos una pala de rotor 103, tal como tres palas de rotor. El rotor está conectado a una góndola 104, que está montada en la parte superior de la torre 101 y estando adaptada para accionar un generador situado dentro de la góndola. El rotor 102 puede hacerse rotar por acción del viento. La energía de rotación inducida por el viento de las palas de rotor 103 se transfiere a través de un árbol a un generador eléctrico. Por tanto, la turbina eólica 100 es capaz de convertir energía cinética del viento en energía mecánica mediante las palas de rotor y, posteriormente, en potencia eléctrica mediante el generador. El generador puede incluir un convertidor de potencia para convertir la potencia de CA de generador en una potencia de CC y un inversor de potencia para convertir la potencia de CC en una potencia de CA para que va a inyectarse en una red de servicios. El generador puede controlarse para producir una potencia correspondiente a una solicitud de potencia. Las palas de rotor 103 pueden regularse en paso para alterar las propiedades aerodinámicas de las palas, por ejemplo, para maximizar la absorción de la energía eólica y para garantizar que las palas de rotor no se sometan a cargas demasiado grandes cuando están soplando vientos fuertes y para ejercer fuerzas de amortiguación sobre la torre. La turbina eólica 100 comprende un sistema de control dispuesto para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica, estando dispuesto el sistema de control para determinar una señal de paso y puede implementarse o bien en un controlador general para la turbina eólica o bien un elemento de control, tal como un sistema de paso dedicado, por ejemplo, donde las palas se regulan en paso por un sistema de paso con un sistema de fuerza de paso controlado por un sistema de control de paso, donde el sistema de fuerza de paso incluye actuadores, tal como actuadores hidráulicos, para regular el paso de manera colectiva y/o individual de las palas dependientes de una señal de paso del sistema de control de paso, tal como la señal de paso que comprende la señal de control de paso de amortiguación de torre comprende.
La figura 2 muestra un método 210 para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica, donde la turbina eólica comprende la torre y un rotor con una o más palas de rotor, estando conectado el rotor a la torre y estando adaptado para accionar un generador, en el que un ángulo de paso de cada una de la una o más palas de rotor es ajustable de manera individual, comprendiendo el método:
- amortiguar 224 la oscilación de la torre regulando el paso de cada pala de rotor de manera individual según señales de control de paso de amortiguación de torre correspondientes 222, en la que cada señal de control de paso de amortiguación de torre comprende:
o una primera componente periódica con una primera amplitud que es mayor que cero, donde una primera frecuencia de la primera componente periódica corresponde a una diferencia de frecuencia entre una frecuencia de torre (ftorre) de la oscilación de la torre y una frecuencia de rotor (f-ip ) de una rotación del rotor, y
o una segunda componente periódica con una segunda amplitud que es menor que la primera amplitud, donde una segunda frecuencia de la segunda componente periódica corresponde a una suma de frecuencias de la frecuencia de torre (ftorre) y la frecuencia de rotor (f-ip ).
La señal de control de paso de amortiguación de torre se basa en una señal precursora, y en la presente realización el método comprende además:
- preparar 216 para cada pala de rotor una señal precursora correspondiente 218, donde cada señal precursora correspondiente comprende:
o la primera componente periódica con la primera amplitud que es mayor que cero, y donde la primera frecuencia de la primera componente periódica corresponde a la diferencia de frecuencia entre la frecuencia de torre (ftorre) y la frecuencia de rotor (f-ip ), y
o la segunda componente periódica con la segunda amplitud que es mayor que cero, tal como la primera amplitud que es igual a la segunda amplitud, y donde la segunda frecuencia de la segunda componente periódica corresponde a una suma de frecuencias de la frecuencia de torre (ftorre) y la frecuencia de rotor ^-ip^
- Determinar 220 para cada pala de rotor la señal de control de paso de amortiguación de torre correspondiente 222 como resultado de la señal precursora correspondiente 218 en la que la segunda amplitud de la segunda componente periódica se ha reducido parcial o totalmente en relación con la primera amplitud correspondiente de la primera componente periódica.
Por tanto, puede entenderse que las señales de control de paso de amortiguación de torre pueden prepararse primero mediante la preparación de señales precursoras, que comprenden opcionalmente componentes periódicas de igual tamaño a frecuencias correspondientes tanto a la suma como a la diferencia de las frecuencias de rotor 1P y torre, y posteriormente la preparación de las señales de control de paso de amortiguación de torre mediante la reducción de la amplitud de la segunda componente periódica en la frecuencia de suma, por ejemplo, con un filtro, tal como un filtro de paso de banda o un filtro de muesca.
La señal precursora debe entenderse ampliamente y no es necesario que sea una señal física, sino que puede ser una representación matemática de las posiciones de frecuencia de las componentes periódicas primera y segunda.
En general, una estrategia de amortiguación lateral (LD), puede ser simular un amortiguador viscoso creando de manera continua una fuerza que se opone al movimiento de torre de viento transversal. El comportamiento lateral de torre puede modelarse como un simple sistema lineal de amortiguación de masa de resorte.
Un desplazamiento lateral x en función del tiempo t se rige por la ecuación diferencial:
Figure imgf000005_0001
En el presente documento m es la masa, c el coeficiente de amortiguación y k es la constante de resorte. Un objetivo puede ser entonces generar una fuerza F(t) proporcional a la velocidad x(t).
Esto puede lograrse mediante:
1. Determinar, tal como medir, la aceleración superior de torre lateral, x(t)
2. Estimar la velocidad de torre lateral,
Figure imgf000005_0002
3. Generar una fuerza proporcional a la velocidad estimada, ^ KPx ( t )
Métodos de la presente invención pueden generar una fuerza lateral (en sentido lateral) mediante la variación de manera cíclica del ángulo de paso de cada pala en función de su posición en el plano de rotor. La señal de paso para tres palas a modo de ejemplo A, B, C puede escribirse como la ecuación 5.
Figure imgf000005_0005
En el presente documento So(t) es el ángulo de paso colectivo y p t) la posición de rotor. Para generar una fuerza útil para la amortiguación de torre SLD(t) debe ser proporcional a la velocidad de torre estimada,
Figure imgf000005_0003
Esto puede ser una acción de control periódica con la frecuencia de la oscilación de la torre ftorre, por tanto, la ecuación 7 se sustituye por la ecuación 5 que lleva a una señal de paso individual con frecuencia fip ± ftorre
Figure imgf000005_0004
En el presente documento S(t) es una amplitud genérica, que puede ser proporcional a la amplitud de la velocidad de torre. Las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre una pala genérica i se dan por la suma de la sustentación Fl,¡ y la resistencia Fdj generada en cada sección de pala en relación con la dirección de flujo de entrada.
Estas fuerzas se transforman en el sistema de coordenadas de rotor, es decir, las fuerzas, locales con respecto a la pala se expresan en un sistema de coordenadas, que está en el plano de rotor.
/•'v, ( 0 = /•',• (Qsen(V(í)) ~ ÍD,¿(t) cosO (t)) ( 8 )
F y M = F u (t) cosOKt)) FJ :(Oscnty»(£)J (9 )
En el presente documento Fx,i y Fy,¡ son las fuerzas resultantes de la pala i-ésima, expresadas en un sistema de coordenadas ortogonales con origen en el centro de rotor. La ecuación 8 y la ecuación 9 representan, respectivamente, las componentes en sentido lateral y en sentido del empuje de las fuerzas generadas. Cuando se regula el paso de las palas de manera individual, la fuerza en sentido lateral sobre la pala individual es función del ángulo de paso, que puede linealizarse alrededor del punto de funcionamiento So:
Figure imgf000006_0001
Al considerar que las fuerzas gravitacionales suman cero, la fuerza aerodinámica lateral total que actúa sobre la parte superior de la torre es la suma geométrica de las fuerzas individuales en la brida de palas, la ecuación 11 indica la fuerza lateral total Fx, que actúa sobre el centro de rotor generado por las palas A, B y C:
Figure imgf000006_0002
Al considerar como ejemplo la pala A, la señal de paso individual (es decir, ignorando cualquier señal de paso colectiva) resultante de la amortiguación lateral (LD) puede expresarse en función del tiempo continuo t como en la ecuación 12.
i9.,(£) = A eos( 2 ;r ftO!r0t (ptorre) cos( 2 n f 1Pt <p1P) (12)
Donde A es la amplitud de paso genérica, ftorre, la frecuencia de torre en Hz, (ptorre, un cambio de fase genérico en la frecuencia de torre, fip la frecuencia 1P y pip es un cambio de fase genérico en la frecuencia 1P.
La ecuación 12 está reescrita en la ecuación 13 para obtener la presencia de los dos armónicos en ftorre ± fip:
Figure imgf000006_0003
A continuación, queda claro que un retardo de tiempo tendrá un efecto diferente en los dos armónicos, debido a las diferentes frecuencias y a la diferente combinación de las fases de accionamiento y control. La figura 9 muestra un ejemplo numérico de la ecuación 13, que representa los efectos de los retardos de tiempo en la señal resultante que considera pip y ptorre igual a cero.
La figura 3 muestra un ejemplo de un espectro de frecuencias (f) (es decir, amplitud A en función de la frecuencia f) de una señal precursora con una primera componente periódica con una primera amplitud A1; que es mayor que cero, y donde la primera frecuencia de la primera componente periódica corresponde a la diferencia de frecuencia entre la frecuencia de torre (ftorre) y la frecuencia de rotor (ftp ), y una segunda componente periódica con una segunda amplitud A1, que es mayor que cero y en esta realización igual a la primera amplitud, y donde una segunda frecuencia de la segunda componente periódica corresponde a una suma de frecuencias de la frecuencia de la torre (ftorre) y la frecuencia de rotor (f-ip ).
También se presentan realizaciones en las que la segunda amplitud es cero o en las que la segunda amplitud es distinta de cero, tal como se ilustra en las figuras 4-5. En realizaciones, cada señal de control de paso de amortiguación de torre consiste en la primera componente periódica y la segunda componente periódica.
La figura 4 muestra un ejemplo de un espectro de frecuencias (f) de una señal de control de paso de amortiguación de torre, que comprende una primera componente periódica con una primera amplitud A1 que es mayor que cero, donde una primera frecuencia de la primera componente periódica corresponde a una diferencia de frecuencia entre una frecuencia de torre (ftorre) de la oscilación de la torre y una frecuencia de rotor (f-ip ) de una rotación del rotor, y una segunda componente periódica con una segunda amplitud A2 que es distinta de cero y menor que la primera amplitud A1, donde una segunda frecuencia de la segunda componente periódica corresponde a una suma de frecuencias de la frecuencia de torre (ftorre) y la frecuencia de rotor (f-i p ).
En una realización, cada señal de control de paso de amortiguación de torre comprende de manera exclusivamente sustancial la primera componente periódica, tal como comprende exclusivamente la primera componente periódica. Una ventaja de tener exclusivamente la primera componente periódica puede ser que reduce la energía requerida con una cantidad correspondiente a la energía requerida para la regulación de paso en la segunda frecuencia. Otra ventaja puede ser que permite un cambio de fase, dado que solo está entonces presente una sola componente periódica.
La figura 5 muestra un ejemplo correspondiente de un espectro de frecuencias (f) de una señal de control de paso de amortiguación de torre, que es similar a la figura 4, excepto que la segunda componente periódica tiene una segunda amplitud que es cero.
En una realización, se calcula una primera fase de la primera componente periódica en cada señal de control de paso de amortiguación de torre basándose en una diferencia de fase entre la fase de torre ( p torre) y la fase de rotor (p-ip ) y una segunda fase de la segunda componente periódica en cada señal de control de paso de amortiguación de torre se calcula opcionalmente basándose en una suma de la fase de torre (ptorre) y la fase de rotor (p1p).
En una realización una primera fase de la primera componente periódica en cada señal de control de paso de amortiguación de torre se calcula basándose en una suma de:
- una diferencia de fase entre una fase de torre (atorre) de la oscilación de la torre y una fase de rotor (^-ip) de
la rotación del rotor, y
- un ajuste de fase con respecto a dicha diferencia de fase
Una segunda fase de la segunda componente periódica en cada señal de control de paso de amortiguación de torre se calcula opcionalmente basándose en una suma de:
- una suma de fases de la fase de torre (atorre) y la fase de rotor (^ ip), y
- el ajuste de fase con respecto a dicha suma de fases.
Una ventaja de esto puede ser que permite proporcionar una primera fase que es apropiada para amortiguar la oscilación de torre, y además opcionalmente que permite proporcionar una segunda fase que es apropiada para amortiguar la oscilación de torre.
Una ventaja de introducir un ajuste de fase puede ser, que dicho ajuste de fase puede compensar los retardos de tiempo y/o los cambios de fase. Por ejemplo, pueden introducirse retardos de tiempo en el proceso de detección de una oscilación de torre, generación de las correspondientes señales de control de paso de amortiguación de torre y regulación de paso según estas señales de control de paso de amortiguación de torre. Los cambios de fase pueden introducirse por filtros, tal como filtros de paso bajo usados para procesar señales de sensores para monitorizar oscilaciones de torre. Si no se introduce un ajuste de fase, entonces la sincronización de regulación de paso puede ser subóptima debido a retardos de tiempo y ajustes de fase. Sin embargo, mediante la introducción de un ajuste de fase, los parámetros asociados con los retardos de tiempo y los cambios de fase pueden elegirse de manera libre y óptima, dado que el efecto combinado de los retardos de tiempo y el cambio de fase puede tenerse en cuenta a través del ajuste de fase.
En una realización, una primera fase de la primera componente periódica en cada señal de control de paso de amortiguación de torre correspondiente a, tal como basándose en y correspondiente a, tal como en circunstancias prácticas correspondientes a, tal como es igual a, una suma de:
- una diferencia de fase entre la fase de torre ( Atorre) y la fase de rotor (^ ip), y
- un ajuste de fase con respecto a dicha diferencia de fase.
Una segunda fase de la segunda componente periódica en cada señal de control de paso de amortiguación de torre correspondiente opcionalmente a, tal como basándose en y correspondiente a, tal como en circunstancias prácticas correspondientes a, tal como es igual a, una suma de:
- una suma de fases de la fase de torre (atorre) y la fase de rotor (^ ip), y
- el ajuste de fase con respecto a dicha suma de fases.
En una realización, el ajuste de fase es dependiente de, tal como correspondiente a, tal como en circunstancias prácticas correspondientes, el efecto, tal como el efecto combinado, de:
- un retardo de tiempo, tal como un retardo de tiempo con respecto a detección de oscilación de la torre a un accionamiento de amortiguación, y/o
- un cambio de fase, tal como un cambio de fase introducido por un filtro, tal como un filtro de paso bajo.
Puede entenderse que, en términos de accionamiento periódico, el efecto de un retardo de tiempo y un cambio de fase son equivalentes y pueden sumarse entre sí (teniendo en cuenta su signo).
Al hacer que el ajuste de fase sea dependiente, tal como equivalente al efecto combinado de, el retardo de tiempo y/o cambio de fase, pueden tenerse en cuenta el cambio de tiempo y el cambio de fase y mitigar o eliminar sus efectos negativos.
En una realización, el ajuste de fase se hace dependiente de un punto funcional de la turbina eólica, unas características estructurales de la turbina eólica y/o la frecuencia de torre de la turbina eólica. En una realización de este tipo, la cantidad y posiblemente también el signo del ajuste pueden hacerse en dependencia del uno o más de lo siguiente: la velocidad del rotor, la frecuencia 1P, la relación entre la frecuencia 1P y la primera frecuencia natural de la torre. El ajuste de fase también puede ser dependiente de características estructurales como la amortiguación de la oscilación de torre en el punto funcional dado.
La figura 6 muestra resultados de ejemplo de regulación de paso según una señal correspondiente a la señal precursora en la figura 3.
La figura superior izquierda muestra un diagrama polar de la dirección de una fuerza aplicada sobre la torre desde las palas debido a regulación de paso según la señal correspondiente con respecto a la señal precursora. Los ángulos 90° y 270° corresponden a arriba y abajo, respectivamente, y los ángulos 0° y 180° corresponden a las dos direcciones en sentido contrario de la turbina eólica en el plano horizontal ortogonal al eje de rotor.
La figura superior derecha indica la fuerza superior de torre hacia arriba/abajo, es decir, la fuerza en la dirección vertical ortogonal con respecto al eje de rotor aplicada sobre la torre desde las palas debido a la regulación de paso según la señal correspondiente a la señal precursora en función de una solicitud, una señal de modulación de amortiguación lateral (LD), enviada desde un sistema de control.
La figura inferior izquierda muestra la fuerza superior de torre lateral en función de la posición acimutal de rotor.
La figura inferior derecha muestra la fuerza superior de torre lateral en función del tiempo.
Más particularmente, el diagrama polar en la esquina superior izquierda muestra que una fuerza aplicada sobre la torre desde las palas debido a regulación de paso según la señal correspondiente a la señal precursora hace que sea horizontal. Sin embargo, como puede verse en las tres figuras restantes, un desfase (provocado por el retardo de tiempo y/o cambio de fase) comenzará a reducir el efecto amortiguador o incluso potenciarlo. Por ejemplo, para un determinado desfase, que en el presente ejemplo es de 2,87 segundos, la fuerza aplicada sobre la torre desde las palas debido a dicha regulación de paso funciona exactamente de manera opuesta a la dirección, que corresponde a una amortiguación viscosa.
Para tener en cuenta el desfase, puede introducirse un ajuste de fase.
La figura 7 muestra una situación correspondiente a la figura 6, pero en la que se ha introducido un ajuste de fase para tener en cuenta el desfase. Sin embargo, el ajuste de fase afecta de manera diferente a componentes individuales y, por lo tanto, no es eficaz para eliminar los efectos del desfase. Por ejemplo, en la esquina superior izquierda, puede verse que un desfase puede resultar en la una fuerza aplicada sobre la torre desde las palas debido a regulación de paso según la señal correspondiente a la señal precursora con un ajuste de fase ya no está confinada al plano horizontal, por tanto aplica fuerzas en una dirección vertical (tal como también se muestra en la figura superior derecha), y las fuerzas en la dirección horizontal son demasiado pequeñas (tal como se indica en la figura inferior izquierda). Además, como se ve en las dos figuras inferiores, la fase ya no es óptima.
Debe indicarse que, sin embargo, un ajuste de fase puede ser ventajoso si la amplitud de la segunda componente periódica es cero o relativamente pequeña con respecto a con respecto a la amplitud de la primera componente periódica.
La figura 8 comprende gráficos con un formato similar a las figuras 6-7 y muestra resultados de regulación de paso según una señal de control de paso de amortiguación de torre como se muestra en la figura 5 donde la segunda componente periódica tiene una segunda amplitud que es cero. Más particularmente, el diagrama polar en la esquina superior izquierda muestra que una fuerza aplicada sobre la torre desde las palas debido a regulación de paso según la señal correspondiente a la señal precursora hace que no sea solo horizontal, sino que también comprende una componente vertical (tal como también se muestra en la parte de figura superior derecha), de modo que el vector de fuerza realmente dibuja un círculo (a lo largo del tiempo). Sin embargo, la componente horizontal, tal como puede verse en la figura inferior izquierda, está funcionando en la dirección correcta. La componente de fuerza vertical se lleva por la gravedad y/o la torre. Tal como puede verse en las dos partes de figuras inferiores, un desfase (provocado por retardo de tiempo y/o cambio de fase) puede compensarse con un ajuste de fase.
Por tanto, tener solo la primera componente periódica permite encontrar la desviación de fase de rotor (acimut) que va a usarse para compensar retardos de tiempo y/o cambios de fase en un bucle de control.
Debe indicarse que la parte de figura inferior izquierda en la figura 8 indica que la amplitud de fuerza horizontal (aproximadamente 0,1 N) es solo la mitad de la amplitud de fuerza horizontal (aproximadamente 0,2 N) que puede leerse fuera de la parte de figura inferior izquierda en la figura 6. Esto se debe a que la segunda componente periódica se ha eliminado selectivamente en la señal de la figura 8 con respecto a la señal en la figura 6, por tanto la fuerza resultante pasa a ser menor. Esto puede verse a partir de las ecuaciones, donde la amplitud se redujo a la mitad en la ecuación 13 con respecto a la ecuación 12. Este efecto lateral se supera fácilmente, por ejemplo, mediante la programación de ganancia.
La figura 9 muestra los resultados de ajuste de fase. Más particularmente, la figura 9 ilustra en tres gráficos en tres filas un ejemplo numérico de regulación de paso con amplitud constante. Las dos primeras filas representan, respectivamente, la señal dependiente del tiempo A(t) de la primera componente periódica (primera fila) y la segunda componente periódica (segunda fila) en ftorre fip que, cuando se suman dan lugar a la fila inferior. Diferentes líneas en cada fila muestran el efecto de un retardo de tiempo de 0 segundos a 0,6 segundos en las señales individuales. Los números específicos son (haciendo referencia a la ecuación 13), fip= 0,174 Hz, ftorre = 0,22 Hz, A = 1. La figura muestra que los ajustes de fase son posibles al tener una o la otra componente periódica en la señal, pero que la presencia de ambas componentes periódicas oculta la señal resultante. En cada fila la distancia entre las curvas, que representan diferentes retardos, aumenta con el retardo.
En una realización, la segunda amplitud depende de una energía disponible, tal como una presión hidráulica en caso de que se proporcione una fuerza para regulación de paso a través de un sistema de fuerza de paso hidráulico. Una ventaja de esto puede ser, que cuando la potencia es suficiente, puede concederse una segunda amplitud mayor, mientras que cuando hay menos potencia disponible, se libera potencia teniendo una segunda amplitud más pequeña, ahorrando de ese modo la potencia que de otro modo debería haberse usado para regulación de paso en un frecuencia relativamente alta. Otra posible ventaja es que la tensión en las bombas puede reducirse mientras sigue amortiguándose el movimiento de torre de lado a lado.
En una realización, el método 210 comprende además:
- determinar 212, tal como determinar a través de un sensor, tal como un acelerómetro:
o una frecuencia de torre (ftorre) de la oscilación de la torre, y
o una frecuencia de rotor (fip) de una rotación del rotor.
En una realización, el método 210 comprende además:
- determinar 214, tal como determinar a través de un sensor tal como un acelerómetro y/o un sensor para dar la posición angular de rotor:
o una fase de torre (atorre) de la oscilación de la torre, y
o una fase de rotor (^-ip) de una rotación del rotor.
La oscilación de la torre puede ser, en general, o es, una oscilación horizontal en un plano del rotor.
Aunque la presente invención se ha descrito en conexión con las realizaciones especificadas, no debe interpretarse como limitada de ninguna manera a los ejemplos presentados. El alcance de la presente invención se establece en el conjunto de reivindicaciones adjunto. En el contexto de las reivindicaciones, los términos “que comprende” o “comprende” no excluyen otros posibles elementos o etapas. Además, la mención de referencias tales como “un” o “una”, etc. no debe interpretarse en el sentido de excluir una pluralidad. El uso de signos de referencia en las reivindicaciones con respecto a elementos indicados en las figuras tampoco se interpretará como una limitación del alcance de la invención.

Claims (16)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica que comprende:
    - preparar para cada pala de rotor una señal precursora, donde cada señal precursora comprende: o una primera componente periódica con una primera amplitud que es mayor que cero, y donde la primera frecuencia de la primera componente periódica corresponde a la diferencia de frecuencia entre la frecuencia de torre y la frecuencia de rotor, y
    o una segunda componente periódica con una segunda amplitud que es mayor que cero, y donde una segunda frecuencia de la segunda componente periódica corresponde a una suma de frecuencias de la frecuencia de torre y la frecuencia de rotor,
    - preparar para cada pala de rotor una señal de control de paso de amortiguación de torre como resultado de la señal precursora en la que la segunda amplitud de la segunda componente periódica se ha reducido parcial o totalmente en relación con la primera amplitud de la primera componente periódica, - amortiguar la oscilación de la torre regulando el paso de cada pala de rotor de manera individual según las señales de control de paso de amortiguación de torre.
  2. 2. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según la reivindicación 1, en el que cada señal de control de paso de amortiguación de torre comprende de manera exclusivamente sustancial la primera componente periódica.
  3. 3. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda amplitud se reduce a cero.
  4. 4. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    donde una primera fase de la primera componente periódica en cada señal de control de paso de amortiguación de torre se calcula basándose en una suma de:
    - una diferencia de fase entre una fase de torre de la oscilación de la torre y una fase de rotor de la rotación del rotor, y
    - un ajuste de fase con respecto a dicha diferencia de fase.
  5. 5. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores,
    donde una segunda fase de la segunda componente periódica en cada señal de control de paso de amortiguación de torre corresponde a una suma de:
    - una suma de fases entre la fase de torre y la fase de rotor, y
    - un ajuste de fase con respecto a dicha suma de fases.
  6. 6. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 4-5, en el que el ajuste de fase es dependiente de:
    - un retardo de tiempo, y/o
    - un cambio de fase.
  7. 7. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 4-6, en el que el ajuste de fase es dependiente de:
    - un punto funcional de la turbina eólica, unas características estructurales de la turbina eólica y/o la frecuencia de torre.
  8. 8. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda amplitud depende de una potencia disponible.
  9. 9. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el método comprende además:
    - determinar:
    o una frecuencia de torre de la oscilación de la torre, y
    o una frecuencia de rotor de una rotación del rotor.
  10. 10. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, el método comprende además:
    - determinar:
    o una fase de torre de la oscilación de la torre, y
    o una fase de rotor de una rotación del rotor.
  11. 11. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la oscilación de la torre es una oscilación horizontal en un plano del rotor.
  12. 12. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que cada señal de control de paso de amortiguación de torre consiste en la primera componente periódica y la segunda componente periódica.
  13. 13. Un método para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que se obtiene la reducción de la amplitud de la segunda componente periódica mediante el uso de un filtro de paso de banda o un filtro de muesca.
  14. 14. Producto de programa informático que tiene instrucciones que, cuando se ejecutan, provocan que un sistema de control para una turbina eólica realice un método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-13.
  15. 15. Un sistema de control dispuesto para amortiguar una oscilación de una torre de una turbina eólica y que está dispuesto para llevar a cabo el método según una cualquiera de las reivindicaciones 1-13.
  16. 16. Turbina eólica que comprende un sistema de control según la reivindicación 15.
ES17708422T 2016-02-24 2017-02-24 Amortiguación de una oscilación de torre de turbina eólica Active ES2865194T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA201670095 2016-02-24
PCT/DK2017/050045 WO2017144061A1 (en) 2016-02-24 2017-02-24 Damping of a wind turbine tower oscillation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2865194T3 true ES2865194T3 (es) 2021-10-15

Family

ID=59685847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17708422T Active ES2865194T3 (es) 2016-02-24 2017-02-24 Amortiguación de una oscilación de torre de turbina eólica

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10982651B2 (es)
EP (1) EP3420223B1 (es)
CN (1) CN109072872B (es)
ES (1) ES2865194T3 (es)
WO (1) WO2017144061A1 (es)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2865194T3 (es) 2016-02-24 2021-10-15 Vestas Wind Sys As Amortiguación de una oscilación de torre de turbina eólica
WO2019114897A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-20 Vestas Wind Systems A/S Tower damping in wind turbine power production
US11421652B2 (en) 2018-05-09 2022-08-23 Vestas Wind Systems A/S Rotor control system for reducing structural vibrations based on m-blade transformation
ES2739898A1 (es) 2018-08-03 2020-02-04 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology SL Sistema de torre de aerogenerador para modificación de la segunda frecuencia natural
EP3667074A1 (en) * 2018-12-13 2020-06-17 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Device and method of damping front and backward movements of a tower of a wind turbine
US20220220936A1 (en) * 2019-05-28 2022-07-14 Vestas Wind Systems A/S Reduction of edgewise vibrations using blade load signal
US20220220937A1 (en) * 2019-05-28 2022-07-14 Vestas Wind Systems A/S Reduction of edgewise vibrations using torsional vibration signal
CN113027690B (zh) * 2019-12-24 2022-09-27 新疆金风科技股份有限公司 一种风力发电机组的塔架基础开裂检测方法和检测装置
US11841005B2 (en) 2020-01-13 2023-12-12 Vestas Wind Systems A/S Damping of in-plane vibrations in multi-rotor structures
CN112761887B (zh) * 2021-01-13 2022-06-28 国电联合动力技术有限公司 塔架刚度控制方法、装置及风力发电机组可变刚度塔架
US20240102448A1 (en) * 2022-09-23 2024-03-28 General Electric Company Method and system for damping a wind turbine tower

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4435647A (en) * 1982-04-02 1984-03-06 United Technologies Corporation Predicted motion wind turbine tower damping
CN101627207A (zh) * 2006-12-28 2010-01-13 剪式风能科技公司 使用估计方法的塔架谐振运动和对称叶片运动的风力涡轮机阻尼
DE102007063082B4 (de) 2007-12-21 2010-12-09 Repower Systems Ag Verfahren zum Betreiben einer Windenergieanlage
DE102010053523B4 (de) 2010-12-04 2015-09-10 Nordex Energy Gmbh Verfahren zur Überwachung einer statischen und/oder dynamischen Stabilität einer Windenergieanlage
UA99876C2 (ru) * 2011-05-19 2012-10-10 Мита-Текник А/С Способ управления ориентацией ветрового генератора и ветровой генератор
US8558405B2 (en) 2011-05-26 2013-10-15 Siemens Aktiengesellschaft Method and system for operating and controlling a wind turbine to prevent excitation of subsynchronous oscillations within the wind turbine
WO2013084288A1 (ja) 2011-12-06 2013-06-13 三菱重工業株式会社 発電システム
EP2620639B1 (en) * 2012-01-30 2016-01-27 ALSTOM Renewable Technologies A method for dampening oscillations in a wind turbine
WO2014125593A1 (ja) 2013-02-14 2014-08-21 三菱重工業株式会社 風力発電装置
EP3080446B1 (en) 2013-12-09 2018-10-10 Vestas Wind Systems A/S Operating method for a wind turbine
ES2822986T3 (es) 2015-03-20 2021-05-05 Vestas Wind Sys As Amortiguación de oscilaciones en una turbina eólica
ES2865194T3 (es) 2016-02-24 2021-10-15 Vestas Wind Sys As Amortiguación de una oscilación de torre de turbina eólica

Also Published As

Publication number Publication date
CN109072872B (zh) 2020-02-21
EP3420223A1 (en) 2019-01-02
CN109072872A (zh) 2018-12-21
WO2017144061A1 (en) 2017-08-31
US20190055923A1 (en) 2019-02-21
US10982651B2 (en) 2021-04-20
EP3420223B1 (en) 2021-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2865194T3 (es) Amortiguación de una oscilación de torre de turbina eólica
ES2535962T3 (es) Control del ángulo de incidencia de los álabes en una instalación de turbina eólica
US20200088165A1 (en) System and method to manage torsional oscillation of a wind turbine tower
ES2823035T3 (es) Reducción de vibración basada en posición del movimiento de góndola de una turbina eólica
US10590912B2 (en) Counteracting tower oscillations of an idling wind turbine
ES2805237T3 (es) Control de un sistema de turbina eólica multirrotor que usa un controlador central para calcular objetivos de control local
ES2710336T3 (es) Procedimiento para optimizar la potencia recuperada por una turbina eólica reduciendo el impacto mecánico sobre la estructura
ES2806152T3 (es) Procedimiento para controlar una turbina eólica por medio de una estimación de la velocidad del viento incidente
ES2927211T3 (es) Amortiguación de oscilaciones de torres de turbinas eólicas
Dai et al. Aerodynamic loads calculation and analysis for large scale wind turbine based on combining BEM modified theory with dynamic stall model
ES2674157T3 (es) Turbina eólica con un controlador de cargas
ES2934717T3 (es) Amortiguación de las vibraciones de las palas de las turbinas eólicas en el sentido del borde
ES2743942T3 (es) Promoción activa de oscilaciones de la torre de turbinas eólicas
ES2911013T3 (es) Método de aerogenerador para detección y control de oscilaciones de vórtice
Wright et al. Testing state-space controls for the controls advanced research turbine
Castaignet et al. Results from the first full scale wind turbine equipped with trailing edge flaps
Suryanarayanan et al. On the dynamics of the pitch control loop in horizontal-axis large wind turbines
Möllerström et al. Eigen frequencies of a vertical axis wind turbine tower made of laminated wood and the effect upon attaching guy wires
Petrović et al. Reduction of wind turbine tower oscillations based on individual pitch control
Riziotis et al. Aeroelasticity and structural dynamics of wind turbines
Kim et al. Design and performance analysis of control algorithm for a floating wind turbine on a large semi-submersible platform
Tambunan et al. Pitch oscillation control of hydroplane in dual system of lab-scale flapping type tidal energy harvester
Buhl et al. Aeroelastic stability analysis and passive instability suppression
Suryanarayanan et al. On Pitch Control of Horizontal-Axis Large Wind Turbines
Berg SMART Rotor Project Summary.